太陽光発電における影の影響 日本

太陽光発電システムへの影の影響

効率性と比較的低コストにもかかわらず、 太陽光発電 (PV) システムが提供していることは知られていますが、システムを損なう可能性のある多くの要因に対して脆弱です。そのような重要なパラメータは影であり、これは直接的に太陽光発電モジュールによる発電効率に影響します。たとえば、木、構造物、または雲がソーラーパネルを含む表面に影を落とし、ソーラーパネルが太陽光に直接アクセスできなくなる状況が含まれます。これにより、ドライバブル状態が減少し、太陽光から受け取る熱が減少し、したがって発電量が減少します。

結果では影が発電量の減少として表されていますが、影の影響はそれだけではありません。上記の害は、より一般的な形で PV システム全体の出力に影響を及ぼします。たとえば、ほとんどのパネルのセルは直列に接続されているため、モジュール内の 1 つのセルが影に隠れるだけで、必ずエネルギー損失が発生します。これにより、影に隠れたセルが発電する代わりに電力を消費するホットスポットが形成され、時間が経つと問題のモジュールが破損する可能性があります。したがって、影の影響に関する知識と制御は、PV システムの効率を向上させるために不可欠です。

シャドウイングの原因と種類

影が発生する原因には、さまざまな環境要因と人為的要因があります。一般的な原因は次のとおりです。

樹木と植生: 樹木の成長が増加すると、主に午前遅くから夕方にかけて PV アレイの影に大きな影響を与える可能性があります。

建物: 特に都市部では、周囲の建物などの他の要因により、一日または一年のうちのある時間帯に太陽光線が遮られることがあります。

雲量: 基本的に、雲の相対的な動きにより、太陽光発電所の一部は日陰になり、他の部分は断続的に光を受け取ります。

シャドウイングはいくつかのタイプに分類でき、それぞれに異なる特徴があります。

静的影: 直立した構造物や木などの固定された物体から発生します。幸いなことに、このタイプはある程度制御可能であり、設計プロセス中に事前に決定できます。

ダイナミックシャドウイング: 一時的な出来事によって生じる結果。たとえば、雲が動いたり、木の枝が揺れたりします。これは予測しにくいため、新しい状況に合わせて何らかの方法で解決策を調整する必要があります。

セルフシャドウイング: パネル間隔が狭く、傾きが不適切なパネル自体の領域で頻繁に発生します。自己影の除去は、レイアウト設計で適切に行う必要がある側面です。

SUNGOのソリューションと最適化対策

影は太陽光を遮り、電力損失や太陽電池の損傷を引き起こすため、太陽光発電 (PV) システムの出力に悪影響を及ぼします。1 つのセル タイプに 1 層以上の遮蔽物があると、セルの直列配列が原因でパネル全体の出力が低下する可能性があります。これらの影響を軽減するには、設計プロセスのいくつかの段階で現場訪問を行う必要があります。たとえば、設置前に日陰効率を下げるためにソーラー パスファインダーを使用して季節ごとの太陽の軌道や潜在的な遮蔽物を特定するなどです。

新しい技術は、日陰のエリアでのパフォーマンスの向上に間違いなく影響を与えます。バイパス ダイオードは、電流が障害物 (この場合は日陰のセル) を迂回できるようにします。一方、マイクロ インバーターは各パネルが独立して動作することを可能にするため、日陰のパネルがあるエリアでもシステム全体の出力が損なわれることはありません。その他の戦略には、システム全体の効率を向上させる切断などの定期的な清掃とメンテナンスが含まれます。また、ハーフ セルやシングル セル設計などの技術により、PV はより多くの光を捉えやすくなり、太陽光追尾システムは 1 日を通して太陽とともに動くため、エネルギー収量が増加します。最も重要なことは、適切な設計と革新的なメカニズムを採用して日陰の問題を管理および軽減することで、PV システムのパフォーマンスと耐久性が向上し、太陽エネルギーのメリットを最大限に活用できることです。

SUNGOのiOPT 800Wオプティマイザーの応用

SUNGOのiOPT 800Wオプティマイザーのようなデバイスは、ストリングシェーディング効果を軽減するのに大いに役立ちます。 パワーオプティマイザー、次の 5 つの主な操作があります。PV システム内のすべてのモジュールをそれぞれの MPP で動作させようとします。日陰が発生すると、デバイス内の各パネルのインタラクティブ制御によって出力が均等化され、電力損失が最小限に抑えられます。

例えば、iOPT 800Wオプティマイザーには、この点で利点があります。電圧と電流を制御して動作するため、影の状態でも最適な電力を供給します。研究により、このような状況では、 パワーオプティマイザー これらを適用することで、特に部分的に日陰になっている場合の PV システムの効率と信頼性を大幅に向上させることができます。

事例分析：シャドウイング問題への対応と改善

以下に、問題が時間内に検出されれば影が効果的に解決される例をいくつか示します。たとえば、公益事業規模の太陽光発電プラントでは、パネルの一部に木が影を落としたためにパフォーマンスが低下しました。SUNGOのiOPT 800Wを使用することで、システムのパフォーマンスを向上させることができました。 パワーオプティマイザー パネル構成を変更します。

もう 1 つの事例は、近くの建物による影の問題に悩まされていた都市部の PV システムです。適切な遮光装置の使用と頻繁なメンテナンスにより、影の影響が大幅に軽減され、発電能力が大幅に向上しました。

これらの事例は、シャドウイングの懸念が特定されたらすぐに対処する必要がある理由を明確に示しています。原因が特定され、すぐに対処されれば、PV システムの所有者は、最大限の電力が生成され、システムの寿命が最大限に活用されることを保証できます。

したがって、全体として、影は太陽光発電システムの有効性にとって真の脅威となります。しかし、レイアウトの改善、遮光装置の使用、SUNGO の iOPT 800W オプティマイザーなどの高度な技術など、適切なソリューションでこれらの問題に対処すれば、上記の問題は実際に解決できます。PV システムの最適なパフォーマンス、そして最も重要なこととして、システムが環境に良い影響を与え、投資家に最適な価値を返すためには、継続的なメンテナンスとタイムリーな予防措置を講じる必要があります。